Аналіз ефективності тепличного ґрунтового регенератора з гранульованою насадкою

Abstract

Акутальним в наш час є пошук ефективних акумуляторів сонячної енергії для обігріву приміщень в умовах значного добового перепаду температур. В якості акумулюючого тіла доцільно застосовувати щільний шар гранульованих матеріалів. Вивчено можливість застосування теплообмінного апарату регенеративного типу з гранульованою насадкою у вигляді щільного шару. Нагрівання гранульованої насадки здійснюється потоком повітря з внутрішнього простору. Проектований регенератор призначений для підтримки необхідного температурного рівня. Ідея створення ґрунтового регенератора ґрунтується на відомостях про інтенсивність нагріву повітря в теплиці від сонячного випромінювання в денний час і ефективності контактного теплообміну між повітрям і шаром частинок. Пропоноване схемне рішення передбачає забір повітря з верхньої частини теплиці, що забезпечує подачу потоку повітря в канал при максимальній температурі. Розглядається застосування щільного шару щебню в якості теплообмінної насадки. Представлені результати теплового розрахунку регенератора, проведені для теплиці з площею основи 18 м2. Кліматичні умови відповідають регіонам з помірним кліматом, наприклад, Одеській області. Для середнього рівня інсоляції, характерного для квітня, і заданої тривалості нагріву шару, визначені основні геометричні характеристики теплообмінних каналів. Наведено результати попереднього розрахунку теплових втрат від теплиці в нічний час і час, протягом якого теплота, акумульована регенератором, буде йти на обігрів внутрішнього обсягу теплиці. Отримано, що акумульована теплота дозволяє підтримувати допустиму температуру в теплиці протягом 2,5 години без застосування інших засобів обігріву. При підвищенні температури навколишнього середовища час роботи регенератора буде збільшуватися, що сприяє більшому зниженню енергетичних витрат на підтримку клімату в теплиці